水质特性对污水处理效果的影响

2017-09-26周迎梅

山东化工 2017年16期

关键词：含油量悬浮物污水处理

周迎梅

(中国石油大学胜利学院，山东东营 257601)

水质特性对污水处理效果的影响

周迎梅

(中国石油大学胜利学院，山东东营257601)

分析研究了水质特性对污水处理工艺的影响，王岗污水具有高温、高盐、弱酸性的特点。通过投加复合碱调整pH值至7.0，可使污水腐蚀速率降低至达到注水标准要求，同时加入聚铝混凝剂(30mg/L)和PAM絮凝剂(3mg/L)，可加速重力混凝沉降，使得污水含油量在10mg/L以内，悬浮物含量小于10mg/L，净化效果良好。同时该污水改性后水质稳定，与地层来水有良好的配伍性。

污水；腐蚀；净化

现阶段胜利油田采出液综合含水率已达到90%以上[1]，油田采出水含有石油、固体悬浮物、可溶性矿物质、细菌以及破乳剂、絮凝剂、杀菌剂等多种化学药剂，具有严重的环境污染问题，必须通过污水处理工艺处理达标后才可回注[2]。

王岗污水站主要负责王岗地区的污水处理任务，采用的是“水质改性+重力混凝沉降+过滤”工艺。本文主要研究分析了水质改性对污水处理工艺的影响。

1 水质检测及水质特性分析

依据行业标准SY/T 5329-2012《碎屑岩油藏注水水质指标及分析方法》、SY/T 0026-1999《水腐蚀性测试方法》、SY/T 5523-2001《油气田水分析方法》中规定的检测方法，对王岗污水站来水、一次除油罐出水、外输水及注水站、配水间、井口进行水质检测，检测结果如表1所示。

表1 王岗污水站及沿程水质检测

表1(续)

对王岗污水站来水进行离子分析，分析结果见表2。

表2 王岗污水站来水离子分析

由表中数据分析可知：污水站来水、外输水游离CO2含量分别为35mg/L、31mg/L，采出水pH值为6.5，属于弱酸性；王岗污水站来水矿化度较高(25451.62mg/L)、氯离子含量较高(15493.13mg/L)，属于高盐污水。

2 水质改性效果分析

针对王岗污水的特点，通过投加复合碱(主要成分石灰乳)调整pH值，并考察pH升高后对净化处理效果的影响。

2.1 水质改性对污水腐蚀性的影响

对不同pH值条件下的王岗污水，检测其腐蚀速率，结果如表3。

表3 改性腐蚀试验结果表

由表中数据可见，王岗污水腐蚀速率(0.0425mm/a)较大，这主要是因为王岗站内水温接近60℃，腐蚀速度越快；王岗污水站采出水pH值为6.5，氢离子浓度较高，影响金属表面氧化膜的形成和溶解，能够加剧腐蚀；王岗污水Cl-含量高，Cl-离子会吸附在金属的某些部位上,使得所吸附的部位受到活化,导致金属材料的电化学腐蚀，并且Cl-离子的穿透能力很强，能穿透保护膜，从而加速对金属的腐蚀作用[1]。

随着pH值的增加，王岗污水腐蚀速率随之降低。当pH值调制7.85时，缓蚀率为50.35%，室内静态腐蚀速率为0.0211mm/a。

但pH值过高会引发地层碱敏、污泥增多等问题，因此为避免pH调整幅度较大，进行弱改性条件下(pH值=7)，选择抗点蚀效果较好缓蚀剂进行筛选。

2.2 水质改性对净化处理效果的影响

对油站分离器出水进行空白静态沉降试验，沉降时间为6h，每隔1h取中层水样进行悬浮物和含油量的检测，王岗污水站来水空白静态沉降试验结果、沉降时间与悬浮物和含油量[4]的关系见表4所示。

表4 王岗污水自然沉降试验

自然沉降2h以上，含油量降为85.7mg/L，悬浮物含量为35.2mg/L，自然沉降2h后污水基本达到进入絮凝沉降段入水要求。采用自然沉降2h后的污水作为试验介质，试验过程保持水温为58℃，加入复合碱调节溶液pH值为7.0。加入聚铝混凝剂(30mg/L)和PAM絮凝剂(3mg/L) ，每隔30min取中层水样进行悬浮物和含油量的检测，来考察改性前后沉降时间与含油量和悬浮物的关系。沉降时间与悬浮物和含油量的关系如图1、2所示。

图1 王岗污水改性前后悬浮物含量比较

图2 王岗污水改性前后油含量比较

从图中的实验结果可知，水质改性前后经自然沉降污水中的悬浮物和油含量都是持续降低的。改性前自然沉降1h(总的沉降时间3h)后污水中的悬浮物和油的含量趋于平缓，最终自然沉降3h(总的沉降时间5h)后，悬浮物含量为26.2mg/L，含油量降为43.1mg/L。

污水改性后静态沉降1.5h含油曲线趋于平缓，基本稳定在10mg/L以内；悬浮物沉降过程由于改性后形成的Ca(OH)2等碱性微粒粒径较小，沉降较为缓慢，沉降2h后，悬浮物含量小于10mg/L。

由此可得出王岗污水调整pH值为7.0时，投加聚铝混凝剂(30mg/L)、PAM絮凝剂(3mg/L)，经过2～3h的沉降，净化效果较好，自然沉降时间大大缩短。考虑到现场沉降时，水流扰动对小颗粒沉降效果影响较大，结合其他改性站的现场运行情况，建议现场沉降时间为3～5h。

2.3 水质稳定与配伍情况

对改性前后的王岗污水进行离子分析预测，结果见下表。由表中数据可见，改性前后水型没有改变，为氯化钙水型；改性后矿化度略有降低，主要是Mg2+、Ca2+、Sr2+均等成垢离子形成垢晶微粒，与悬浮物等机械杂质沉降析出。

改性后采出水矿化度略有降低，含盐量降低，则其电导率降低，低含盐减缓电化学腐蚀[5]，腐蚀速率随含盐量的降低而降低。

表5 改性前后离子变化情况表(单位：mg/L)

分析项目改性前改性后分析项目改性前改性后F-0.000.00Li+0.000.00CI-15324.9015316.40Na+8123.508297.40Br-38.6923.33K+40.6053.40NO-30.000.00NH+450.3046.70阴离子SO2-48.247.62阳离子Mg2+200.40124.20OH-0.000.00Ca2+1286.101234.78CO2-30.0023.26Sr2+60.4056.40HCO-3289.72212.86Ba2+0.000.00矿化度25422.8525396.35水型氯化钙氯化钙备注改性前pH值为6.5,改性后pH值为7.0。

将改性水与地层水按照不同比例进行混配，在70℃的烘箱中恒温放置7天，测定恒温放置前后水中的Ca2+、Mg2+离子含量变化，结果见表6。